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1.ボイルの法則・シャルルの法則 2.ボイル・シャルルの法則 3.気体の状態方程式・実在気体

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1 1.ボイルの法則・シャルルの法則 2.ボイル・シャルルの法則 3.気体の状態方程式・実在気体
気体の性質 1.ボイルの法則・シャルルの法則 2.ボイル・シャルルの法則 3.気体の状態方程式・実在気体

2 ボイルの法則 [圧力の単位] 1.013×105Pa=101.3kPa =1013hPa =760mmHg=1atm [体積の単位]
1.気体の圧力と体積の関係(温度一定のとき) PV=k  一定温度で、一定量の気体の体積Vは圧力Pに(反比例)する。 2.P1V1=P2V2 の関係が成り立つ。 [圧力の単位] 1.013×105Pa=101.3kPa =1013hPa =760mmHg=1atm [体積の単位] 1L=1dm3(立方デシメートル)=10-3m3 =1000cm3=1000mL

3 シャルルの法則

4 ボイル・シャルルの法則(1)

5 ボイル・シャルルの法則(2)

6 気体の状態方程式(1)

7 気体の状態方程式(2)

8 ドルトンの分圧の法則 1.分圧の法則 混合気体中の成分の気体XとYが、それぞれに示す圧力 PxとPyを、それぞれの気体の分圧、混合気体全体の示 す圧力Pを全圧という。混合気体の全圧は、その成分気体 の分圧の和に等しい。(ドルトンの分圧の法則) P=Px+Py 2.分圧と物質量 気体の分圧 =全圧×モル分率

9 実在気体と理想気体 理想気体 実在気体 分子間力 0 はたらいている 分子の体積 固有の大きさをもつ 気体の状態方程式 厳密に従う 従わない
(高温・低圧でずれが小さい) 状態変化 起こらない 圧縮・冷却すれば凝縮・凝固が起こる

10 問17.(ボイルの法則①) 27℃、1.00×105Paで、 100mlの水素を、温度を変えないで、
(1)25.0mLまで圧縮すると、圧力はいくらになる か。         答、4.00×105Pa

11 問17.(ボイルの法則①)      (2)2.50× 105Paにすると、 体積はいくらになるか。 答、40.0mL

12 問18.(シャルルの法則①) 0℃、1.00×105Paで、 100mLの水素がある。同じ圧力の下で、
(1)100℃にしたら何mLになるか。     答、137mL

13 問18.(シャルルの法則②) (2)何℃に温めたら160mLになるか 答、164℃

14 問19(ボイル・シャルルの法則) 27℃、 1.00×105Paで、 50Lの気体がある。この気体を50℃、
2.00 ×105Paにすると、体積は何Lになるか。           答、27L

15 問20.(気体の状態方程式) 気体の状態方程式PV=nRTを用いて、 次の問いに答えよ。
(1)水素2.0molを10Lの容器に入れると、27℃で  何Paを示すか。           答 、 5.0×105 Pa (2)0℃、1.2×105 Pa で830Lの酸素がある。この酸素は何 molか。        答 、 44mol

16 問21.(分子量の計算①) (1)ある気体6.4gは、27℃、1.0×105Paで 3.6Lの体積を占める。この気体の分子量を求めよ。
        答、44

17 問21.(分子量の計算②) (2)ある気体は、27℃、 1.0×105Paで、密度3.2g/Lである。この気体の分子量を 求めよ。

18 例題2.分子量の実験 容積320mLのフラスコ、沸点81℃のある純粋な液体を 少量いれ、沸騰水(100℃)に浸して液体を完全に
蒸発させて(余分な蒸気はフラスコからあふれ出る) フラスコ内を蒸気で充満させた。フラスコを常温に もどして、フラスコ内の蒸気を凝縮させたところ、 空のフラスコのときより質量が0.88gだけ増加して いた。大気圧を1.01×105Paとして、この液体の 分子量を求めよ。

19 例題2.分子量の実験(解答) 蒸気を充満させたときのフラスコの温度は 100℃とみなす。

20 練習3.(分子量の計算③) 680mLの密閉真空容器の中に、ある揮発性の液体1.6gを注入して67℃に保つと、液体は完全に蒸発して9.0×104Paの圧力を示した。この液体の分子量を求めよ。 答、74

21 問22.(モル分率と分圧①) 空気は、酸素と窒素が1:4の体積比で混合 した気体とすれば、1.00×105Paの空気の 中の酸素と窒素の分圧は、それぞれ いくらか。 答.酸素2.00×104Pa 窒素8.00×104Pa

22 問23.(モル分率と分圧②) 27℃、1.00×105Paの窒素6.00Lと、 27℃、2.00×105Paの水素2.00Lを内容積5.00Lの容器 に入れ、全体を27℃に保った。窒素の分圧、水素の 分圧、混合気体の示す全圧をそれぞれ求めよ。 答、窒素 1.20×105Pa 水素 8.00×104Pa 全圧 2.00×105Pa

23 参考①(窒素のモル分率)

24 参考②(水素のモル分率)

25 問24.平均分子量と状態方程式 空気4.32g(体積比N2:O2=4:1)を27℃、1.0L の容器に入れると、容器内の圧力は何Pa になるか。 答、3.7Pa

26 問25.水上置換の気体の分圧 27℃で一酸化窒素を水上置換により捕集したとこ ろ830mLの気体が得られた。このときの大気圧(P)を 1.036×105Pa、27℃における水の蒸気圧を3.6×103Paとして 得られた一酸化窒素の質量を求めよ。 PH2=P-PH2O 答、1.0g

27 演習問題3(1) 0℃、1.0×105Paで10Lの気体がある。 (1) 0℃、1.0×103Paにしたら、体積は 何Lになるか。 答、1.0×103L

28 演習問題3(2) (2)137℃、1.0×105Paにしたら、体積は 何Lになるか。 答、15L

29 演習問題3(3) 27℃、2.5××105Paにしたら、 体積は何Lか. 答、4.4L

30 演習問題4(1) 一酸化炭素COと水素H2の混合気体がある。 27℃、1.0×105Pa において、この混合気体972mL の質量は416mgであった。 (1)この混合気体中の一酸化炭素と水素は合計 何molか。 答、0.039mol

31 演習問題4(2) (2)この混合気体中の一酸化炭素と水素の  物質量の比はいくらか。           答、1:2

32 演習問題4(3)(4) (3)この混合気体中の一酸化炭素の質量は何gか。 0.013×28=0.364g 答、0.36g (4)この混合気体中の一酸化炭素の分圧は何Paか。 答、3.3×104Pa

33 演習問題5(1) (1)容器A内の酸素の圧力を求めよ。 答、2.5×105Pa

34 演習問題5(2) (2)容器A,B内の酸素の分圧と全圧を 求めよ。

35 演習問題5(3) (3)容器A,B,C内の全圧を求めよ。 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
  1mol  2mol  1mol   2mol (0.050)(0.10)(0.050)(0.10) 反応後、CO2 0.050mol Ar  0.20mol

36 演習問題6(1) 23℃、1.0×105Paの下で水蒸気で飽和した水素が456mLある。この水素を濃硫酸に通じて乾燥したところ、同じ温度・圧力の下で444mLになった。 (1)水蒸気で飽和した水素の中の水蒸気の分圧は何Paか     答、2.63×103Pa

37 演習問題6(2) (2)濃硫酸に吸収された水は、何gか      答、8.8mg


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